吹填施工中納泥匡圍區專項防護措施分析

中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510000

1 工程概況

大豐港區為江蘇蘇北沿海三大深水港之一，處于蘇北海岸線港口空白帶的中心位置，大豐港區深水航道一期工程全長79.9km，其中疏浚工程長度約為22km，航道通航寬度為210～223m，挖槽寬度為200～213m，設計底標高為 -15.0～ -14.5m。

主要工作內容包括航道的疏浚工程施工以及實施上述工程所必需的臨時工程及保修期的缺陷修復，合計疏浚斷面工程量約為739.4萬m3。

根據施工設計文件，該工程疏浚土質以粉細砂為主，疏浚物全部吹填至一期碼頭后方集裝箱堆場匡圍區，匡圍區為514m×512m的長方形，面積約26.67hm2，吹填標高為+7.0m。吹泥管頭布設在東側圍堰中部，排水口位于匡圍區東南角。

2 工程要求

根據建設單位要求，因為該工程吹填開始前匡圍區尚未竣工，為保證吹填施工過程中圍堰的堰體安全，吹填施工單位需要做好匡圍區的防護工作，避免對匡圍區圍堰的外側護面、內側袋裝砂袋體和排水口出水口灘面造成破壞或沖刷。

3 工程重難點

根據建設單位要求，匡圍區施工過程中圍堰的防護重難點如下：（1）吹填施工過程中，吹填的泥沙可能會對已完工袋裝砂圍堰造成破壞；（2）根據現場實際情況，目前匡圍區的排水口為單根鋼管（直徑為1.4m），排水流量較大時，可能沖刷破壞排水口周圍區域。

4 吹填施工排水情況

根據該工程施工進度及施工效率，耙吸船艏吹單船次施工周期時間約為6h，其中艏吹施工時間約為1h，結合耙吸船施工數據，單船次吹填泥沙和水總量約為10000m3，其中泥沙含量約為4000m3，進水量約為6000m3。

根據現場實際情況，匡圍區的排水口為單根直徑為1.4m的鋼管，排水流速約為1.5m/s，管口面積約為3.14×(1.4÷2)2=1.5386m2，管口系數預估0.5，排水口輸泥生產率約為1.5×1.5386×3600×0.5=4154m3/h。艏吹間隔時間為5h，此時間段總排水量約為4154×5=20770m3，遠大于單船吹填進水量10000m3，滿足吹填排水要求。

5 吹填施工防護措施

5.1 艏吹管線爬坡段防護

施工前進行施工放樣，確定沉管上岸位置，沉管與艏吹管頭之間采用橡膠軟管連接，并在管線與護面之間填筑部分吹填砂，避免管線對外側護面的破壞。爬坡管布置如圖1所示。

圖1 爬坡管布置示意圖

5.2 艏吹管線過路段防護

由于艏吹管線需要跨越匡圍區圍堰頂部的道路，在不破壞原有圍堰道路穩定性的前提下，對過路管線采取填土覆蓋并壓實的方式，以保證道路的通行。

艏吹管線的直徑為700mm，為防止車輛通過管線覆蓋區域坡度過大以及對管線的磨損，對管線覆蓋土坡的坡度不小于1∶5，且至少保證管線上方有200mm土層覆蓋。

5.3 艏吹管線管頭防護

參考匡圍區設計圖紙，匡圍區底面現狀標高為-0.35m（高程為85m），圍堰實際高度約為+6.8m，圍堰內側邊坡比為1∶1。為避免吹填泥沙對現狀圍堰基礎的沖擊破壞，使艏吹管線管頭在匡圍區內伸出8m左右，并跨越圍堰底部，同時在圍堰內側表面堆砌一定高度的袋裝砂對圍堰進行保護。為防止吹填泥沙對匡圍區內現狀地面的沖擊破壞，在管頭下前方鋪設柵欄板或浮桶，降低吹填泥沙對匡圍區內現狀地面的沖擊破壞。艏吹管線管頭防護布置如圖2所示。

圖2 艏吹管線管頭防護布置示意圖

5.4 排水口內側防護

為減緩排水口出水流速及增加吹填泥沙沉淀時間，減少泥沙流失，在綜合考慮各種因素的情況下，吹填施工開始前，在排水口內側利用袋裝砂構筑半徑10m、底寬10m的溢流式袋裝砂圍堰，并隨吹填進度逐層加高。袋裝砂圍堰主要是借助細砂與土體混合之后的排水固結作用，即通過高壓泵沖、泥漿泵吸將細砂、土體及水的混合體通過皮龍管輸送到土工模袋中，一邊濾水，一邊填料，經排水固結，砂漿會形成緊密的砂埂，按照預先設計好的圍堰尺寸分層分段堆砌成圍堰，以此達到阻隔水流的目的。

同時，在溢流式圍堰與排水口之間、排水管堤內口下方及周邊區域的原始泥面上鋪設軟體排，減少吹填尾水溢流時對泥面的沖刷，避免溢流式圍堰穿孔漏水。在施工過程中，實時關注溢流式圍堰與匡圍區圍堰搭接處的過水情況，一旦發現異常情況，如潰堰、穿孔等，立即通知船舶停止艏吹施工，并采取加固措施，確認異常情況消除后再通知耙吸船恢復施工。匡圍區排水口內側溢流式圍堰平面布置如圖3所示。

圖3 匡圍區排水口內側溢流式圍堰平面布置圖（單位：m）

5.5 排水口外側防護

在排水口外側用廢柵欄板鋪在灘面上，制作10m×15m的護底，減少排出的吹填水對灘面的沖刷。同時利用袋裝砂在排水口管頭前方呈“喇叭口”構筑長10m、寬2m、高2m的臨時圍堰，防止吹填水對排水口兩側灘面的沖刷。

5.6 匡圍區內臨時隔堰

在施工過程中，利用現有的吹填泥沙，在排泥管頭南側構筑一條東西方向，長、寬、高分別為400m、2m、1.5m的臨時隔堰，吹填上岸的泥漿將在圍堰的阻擋作用下自北側區域繞過臨時隔堰再流至南側區域，泥漿流程從初始200m增加至1000m，減緩了泥漿流速，延長了粉細砂的沉淀時間，確保圍堰的安全穩固，極大地減少了泥沙流失。

5.7 匡圍區吹填標高監測點布置

吹填施工過程中根據施工進度對匡圍區吹填量進行監測、分析，確保圍堰安全。通過在匡圍區內設置6個監測點，嚴密控制吹填平整度和吹填標高。監測測量主要采用RTKDGPS，在“固定解”模式下進行。測量作業前必須在控制點上進行GPS比對，比對結果合格后，方可進行測量作業。當監測點采集數據時，對中桿上水準氣泡要居中，才能采集相應點的三維坐標，然后導入CAD成圖。定期對吹填施工進度進行測量，每7d左右測量1次，測量完成后做好數據記錄和測量臺賬，實時監控吹填標高并根據測量情況對吹填管頭位置進行調整。

6 結束語

綜上所述，在疏浚吹填施工過程中對納泥匡圍區進行針對性的專項防護，不僅有利于納泥匡圍區的圍堰安全，減少安全事故的發生，且通過修筑排水口袋裝砂圍堰和臨時隔堰，極大地增加了泥漿的流程，延長了粉細砂的沉淀時間，減少了泥沙流失量，確保工程吹填施工的順利進行。由于排出尾水的泥沙含量較低，明顯減少了對周邊生態環境的破壞，對類似工程具有一定的借鑒指導意義。